复杂环境条件下洞内岔管整体运输安装施工技术

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摘要：针对复杂环境下大型岔管整体运输安装的需要，结合洞内运输安装特点，设计了专用回转运输台车和顶升油缸系统，在洞内吊装翻身中，针对危岩结构的地质条件，在不进行大面积扩挖、及无吊装天锚的前提下，利用布置的洞内吊架进行岔管的翻身，解决了整体运输安装中的关键施工技术。

关键词：岔管；整体运输安装；回转平台；油缸；顶升；吊架

中图分类号：TV54文献标志码：A文章编号：

1672-1683（2015）001-0225-03

Complications under the environment condition the branch in the hole tube whole conveyance install construction technique

YANG Lian-dong

（China Water Conservancy and Hydropower Third Countries Co.，LTD ，Liyang 213334，China）

Abstract：Aim at complications the environment descend a large branch tube whole conveyance install of demand，combine inside hole conveyance install characteristics，design appropriation turn round conveyance trolley and crest rise oil urn system and mourn to pack to turn over a body in the hole in，aim at a Wei rock structure of geology condition，under the premise that don't carry on big area to expand to dig，and have never mourn to pack for a day，anchor man，make use of decoration of hanger inside the hole carry on a branch tube of turn over a body，solve whole conveyance install medium key construction technique.

Key words：branch tube；whole conveyance install；turn round terrace；oil urn；crest rise；hanger

江苏溧阳抽水蓄能电站地处江苏省溧阳市，上水库位于龙潭林场伍员山工区，与安徽省接壤；下水库位于天目湖镇吴村，与沙河水库为邻。枢纽建筑物主要由上水库、输水系统、发电厂房（含地面开关站及副厂房）及下水库等4部分组成。电站安装6台单机容量250 MW的可逆式水泵水轮发电机组，总装机容量1 500 MW，输水系统布置在上水库左侧，引水和尾水均采用一洞三机供水方式，水库正常蓄水位1900 m，死水位000 m，调节库容1 195万m3，库口面积0706 km2。

1工程概况

1.1岔管主要技术参数

岔管由日方C6标按瓦片供货到施工现场，由本标段负责瓦片组装、焊接、水压试验等工作，小岔管基本锥在工厂整体组装，做完水压试验后运往工地安装，岔管主要外形尺寸见图1。

小岔管安装参数为：

主管直径5.7 m；支管直径4 m；分岔角70°；

钢板厚度42～46 mm、材质800 MPa；月牙肋厚度92 mm；公切球直径6 554 mm；岔管外形尺寸（长×宽×高）：12 387 mm×6 554 mm×13 817 mm（裤衩开口）。

图1岔管主要外形尺寸示意图

1.2岔管整体运输安装施工难点

1.2.1运输难点

原投标文件①②岔管运输路线为：钢管加工厂进厂交通洞1号施工支洞主洞下平段各支管安装部位。由于地质条件因素，取消了1号施工支洞的施工，钢管运输路线发生变更：进厂交通洞2号施工支洞10号施工支洞主洞下平段各支管安装部位。进厂交通洞、2号施工支洞与10号施工支洞形成“Z”字型交叉口（以下简称“交叉口”），通过2号施工支洞约15 m长度将进厂交通洞和10号施工支洞相连，断面见图2。从而造成交通车辆转弯过急，给钢管运输带来不便，常规运输方法无法实现。

图2进厂交通洞、2号施工支洞交叉口示意图

1.2.2吊装难点

原定在大岔部位卸车翻身吊装，由于洞内基岩多为Ⅳ、Ⅴ类围岩，且为断层及岩脉区，洞内不宜大面积开挖，大岔部位有效空间有限，因此造成岔管投标方案中翻身天锚取消，增加了岔管在洞内翻身吊装的难度，在岔管第一次设计联络会上，日方C6标提供的吊装方案中，顶部需要大面积的扩挖，高度约4 m，技术上有相当难度，直线工期占用近3个月，成本加大，因此，如何优化吊装方案，成为工程施工的另一个重点和难点。

2优化的运输安装方案简介

为了克服以上运输和吊装翻身难题，经过仔细研究，多次论证，进行了工艺创新设计，为了寻求技术先进、经济合理的施工方案，从技术入手，在运输中，设计了岔管运输专用回转台车、液压顶升油缸系统，成功解决了运输通道狭小、运输拖车无法直接运输到位的难题；在大岔卸车部位，架空布置钢栈桥的方法，并利用洞内安装吊架进行现场吊装翻身等工序，将小岔管整体一次顺利运输安装到位，经过详细受力计算、可行性分析，通过岔管设备采购第二次、第三次设计联络会上又对方案进行了细化，改进、完善后，并顺利地通过了C6标日方专家审核，此方案得到了一致的认可和批准。

在复杂地质条件下，洞内无法扩挖以及天锚全部取消，因此，研究复杂地质条件下岔管整体运输安装施工工艺和方法，可以有效减小危岩结构的扩挖，保证工程整体工期不受影响，确保施工安全具有很大现实意义。

3运输方案关键技术

3. 1岔管在交通洞与施工支洞交叉口处的卸车

岔管在交通洞与2号施工支洞交叉口处的运输，成为整个运输的重点和难点。 具体卸车步骤如下。

（1）汽车运输到位，布置卸车液压油缸系统，进行顶升前的准备工作：

（2）四台液压油缸同步顶升岔管，顶升到位后，临时固定，汽车撤离；

（3）台车牵引进入岔管底部，准备降落：

（4）四台液压油缸同步降落，岔管在台车固定，卸车结束。

3.2专用运输回转台车的设计

3.2.1台车设计原则及考虑因素

台车的设计需要遵循以下原则：具备足够的强度、刚度和稳定性；方便现场吊装施工，便于拆装（需考虑尺寸、重量等因素）；充分考虑现场运输、拼装焊接及安装的需要。

3.2.2台车结构简介

根据以上原则设计了运输专用回转台车，具体尺寸见下图3，为满足洞内运输，需要定制专用回转台车，HJ 800型移动回转运输台车（以下简称“台车”）主要包括主梁、万向轮装置、回转梁、回转机构、工作台面、回转支撑调整梁，锁紧装置、锁紧丝杠、钢岔管锁紧支座、橡皮垫、调整座板、调整倒链、顶升千斤顶、连接梁等组成。

由于该台车为特制运输车，具有行走和承载平台回转功能，为确保小岔管运输时的安全可靠性，在设备出厂正式使用前，需要在钢管厂内进行70%、100%、125%负荷试验。

图3台车结构简图

3.3卸车油缸系统设计

为保证卸车安全，需要在交通洞与2号施工支洞口布置一组油缸，Z字形液压油缸平面布置见图4，油缸采用一套液压系统，四个油缸可统一升降，也可以分别控制，满足卸车过程中个支点受力均匀。

图4卸车油缸布置简图

3.410号施工支洞斜坡段运输

岔管在10号施工支洞斜坡道运输，考虑到与其他标段的施工干扰，采用液压反铲进行牵引，前方反铲与台车采用连杆连接，起到牵引作用，后面反铲采用钢丝绳连接，作为安全防护措施，起到制动作用，此方案机动灵活，不受洞内地形和尺寸限制，对于岔管整体运输是个最佳选择。

4卸车翻身、吊装关键技术

4.1施工钢栈桥设计

岔管运输到大岔部位，需要进行翻身，由运输状态变为安装状态，岔管翻身需要将原钢栈桥进行改造，具体布置见图5，岔管利用60 t回转台车进行运输，在大岔部位进行翻身，钢栈桥轨道采用43轨，轨距44 m，上游与10号施工支洞进行连接，下游铺设到小岔安装部位，在小岔翻身区域钢栈桥设计成临时可拆卸形式，提供小岔的翻身空间，底部设置行走台车，提供小岔翻身过程中的辅助支撑。

图5岔管钢栈桥平面布置

4.2卸车翻身吊架设计

具体吊装设备配置如下：利用3号、4号两个40 t龙门架进行卸车，其中3号龙门架布置两组32 t滑轮组，4号龙门架布置两台20 t电动倒链，配合平衡梁进行，滑轮组采用两台5 t卷扬进行提升。

4.3卸车翻身工艺。

（1）小岔利用60 t回转台车运输到大岔部位，利用3号、4号龙门架进行联合卸车，将小岔吊起，台车退出。

（2）小岔底部进行临时支撑加固，底部钢栈桥向两侧滑移退出，让出小岔翻身空间。

（3）利用两台32 t滑轮组和两台20 t电动倒链联合进行翻身。

（4）继续翻身，32 t滑轮组上升，20 t电动倒链下降。

（5）钢岔管翻身到位，用型钢将岔管临时固定。

（6）岔管吊起岔管，钢栈桥恢复，台车就位，将钢岔管在台车上固定，准备下道工序。

岔管卸车翻身工艺流程见图6。

图6岔管卸车翻身工艺流程

5岔管安装就位的调整

岔安装调整工艺如下。

（1）小岔运输到位后，利用60 t回转台车旋转方向，并临时初步调整到设计位置。

（2）利用四台50 t千斤顶顶升岔管以及支撑件，进行高度方向的调整。

（3）根据测量放点，在三个管口悬挂钢丝线，控制岔管实际里程、桩号、高程，精确调整岔管位置，保证在设计误差范围内，并用型钢进行固定。

（4）利用上下游轨道进行前后方向的位置尺寸调整。

（5）在岔管底部铺设左右方向轨道，顶升台车万向轮，转动90度，在轨道上牵引台车，进行左右方向的调整。

（6）固定牢靠后再次进行岔管各部位尺寸检测，调整完成后，进行型钢加固。

6岔管运输安装优化方案技术经济比较

优化前方案需要洞内布置天锚，Z字口转弯部位、大岔部位扩挖，布置4台25 t吊装简易桥机等措施，优化后的运输安装方案取消天锚施工、取消大岔顶部扩挖，仅布置2台简易龙门吊架，并搭设钢栈桥的措施，前后方案费用投入对比见表1、表2。

表1优化前施工方案费用

项目名称常规费用/万元备注

运输通道扩挖18为满足100 t运输车辆或者普通台车转弯半径需要，洞壁需要扩挖石方支护150 m2。

运输台车50常规运输台车，不带回转功能

翻身部位C6方案

表2优化后施工方案费用

项目名称常规费用/万元备注

采用优化前后施工方法费用比较，节省资金约130万元，经济效益显著。而且优化后方案取消了运输支洞口的扩挖、大岔顶部吊装位置的扩挖，取消两项扩挖节省直线工期约3个月，另外，避免了在交叉口、大岔等危岩部位的扩挖，减小了施工安全隐患，为整个引水系统安全安全施工创造了条件，避免了与土建的施工干扰，取得了技术、经济、质量、安全的综合最优的效益。

7结语

2014年2月25日，4号小岔管整体运输安装到位，2014年5月28日，2号小岔管整体运输安装到位，在复杂地质环境下，如何采用优化方案，江苏溧阳抽水蓄能电站两个小岔整体运输安装实践，对此进行了积极的研究，并得到良好验证，工程的顺利施工，为解决抽水蓄能电站洞内压力钢岔管运输安装提供了新的思路，在工艺创新上进行了有益的探索，施工安全和成本大大减低，为同类压力钢管安装项目在施工工艺、工装设计、技术进步等方面提供借鉴和参考。

参考文献：

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